課程內容傅綏燕主講才齋講堂第148講：從太陽到地球
太陽是個均勻靜止的球體么？太陽的活動是如何影響人類的？人類又是怎樣認識太陽的？2017年11月23日晚，北京大學教務部部長、地球與空間科學學院傅綏燕教授從人類認識日地關系的歷史說起，深入淺出地向同學們介紹了太陽的結構及其周期性活動、太陽風產生和在行星際空間的傳播過程，結合對地球空間結構及形成的闡述，幫助同學們了解太陽爆發現象對地球空間及人類活動的影響。研究生院副院長姜國華主持并全程參加了講座。
傅綏燕主講才齋講堂第148講：從太陽到地球
從中國的夸父逐日到英國的巨石陣，人類對于太陽的崇拜古已有之。作為太陽系的中心天體，太陽對于地球的產生及地球上生命的形成和演化都起到了至關重要的作用，而有關太陽系的一切奧秘，都隱藏在了太陽的那顆無比活躍的核心里。首先，傅綏燕教授就太陽生命周期這一概念向同學們進行了闡釋。跟世間萬物一樣，太陽的生命同樣有限：起源于星云，凝聚成恒星，隨核內引力斥力平衡改變其體積不斷增大，直至變成體積百倍于當前的紅巨星，待核質反應殆盡最終塌縮成白矮星。據估計，如今太陽已經有46億年的歷史。源源不斷的能量從其無比滾燙且致密的內核噴薄而出，這即是著名的核聚變反應。
我們肉眼所見的太陽其實是它的氣態外殼，氫核聚變產生的能量通過輻射和對流的方式從內核向外傳遞，望遠鏡所拍攝的太陽圖像上的米粒狀結構就是對流過程中產生的“氣泡”。根據普朗克的黑體輻射定律，太陽光的光譜集中在可見光波段，來自太陽的光束帶來的不僅是豐富的色彩，更有人類生產生活所依賴的寶貴能量。
太陽并不是平靜的，有自己的特征活動。太陽光球表面有時會出現一些暗的區域，也就是太陽黑子。它的溫度低且不穩定，是磁場聚集的地方，一個中等大小的黑子大概和地球的大小差不多，出現周期從幾天到幾個星期不等。近400年的天文學觀察發現，黑子的活躍存在一個11年左右的周期，黑子多的時候，其他太陽活動現象也會比較頻繁，比較常見的是耀斑和日冕物質拋射。所有太陽活動都與磁場有關。活動區的產生、發展和消亡，都無法與自身磁場的演化分割開來。
從內往外，太陽分為輻射、對流、光球、色球層，越是往外太陽成分就越稀薄。太陽外層的大氣，平常因為過于稀薄難以觀察，待到日全食時，太陽主體被擋住，羽毛狀的日冕便顯現了出來。日冕的更外層則是時常影響地球的太陽風，這是由于日冕熱膨脹而向外拋射的粒子流，主要由電子和質子組成。包括之前提到的電磁輻射，太陽通過各種各樣的方式影響著地球。地球的大氣層對于電磁輻射進行了很好的調節，而地磁場則成為了地球生命免受粒子輻射之苦的天然屏障，美麗的極光便是由地球磁場的引導下，來自太陽和地球磁層的高能帶電粒子使高層大氣分子或原子激發（或電離）而產生的。通過為同學們講解帶電粒子在磁場中的運動以及磁場重聯的原理，傅綏燕教授幫助大家理解了太陽耀斑、日冕物質拋射事件和地球磁暴等可能對空間系統構成嚴重威脅的空間天氣事件發生的過程。
同學們踴躍提問
講座的最后，傅綏燕教授與提問的同學們談到了科幻小說中時常提及的核聚變和隨之引出的能源問題，可控核聚變的實現被認為是解決人類未來能源需求的最可能的途徑。據傅綏燕教授介紹，目前各國機構對于可控核聚變的研究進展有快有慢，ITER（國際熱核聚變實驗堆）是當下水平最高的實驗計劃，設計希望通過超導托克馬克裝置啟動聚變并實現能量正產出。在回答了同學們關于地球氣候是否受太陽活動影響、空間天氣預報數值模式、氣候變化及太陽活動關聯等問題后，講座在同學們熱烈的掌聲中結束。
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編輯：山石
